在傳統(tǒng)模式下，機(jī)器人焊接往往需要人工示教點(diǎn)位并編寫機(jī)器人程序，當(dāng)工件的裝夾位置發(fā)生偏移，工件本身的裝配誤差不能忽略，或者工件類型發(fā)生改變時，就需要重新示教編程，這個過程非常復(fù)雜、耗時。“編程兩小時，焊接五分鐘”的狀況制約了機(jī)器人在該領(lǐng)域的推廣使用。

此外，由于焊接場景工作環(huán)境惡劣，并伴隨著粉塵、電磁輻射、弧光、噪聲的污染，新生代工人越來越少，行業(yè)面臨嚴(yán)重的技術(shù)工人短缺、斷層問題，迫切需要引入機(jī)器人來改善工人工作環(huán)境、填補(bǔ)短缺的勞動力。面對當(dāng)下復(fù)雜的矛盾，急需一種簡單易用的“免編程，免示教”解決方案來破局，實現(xiàn)機(jī)器人焊接柔性化、自動化、少人化，推動制造業(yè)數(shù)字化智能化轉(zhuǎn)型升級。

△人工焊接工作環(huán)境

近年來隨著視覺技術(shù)的快速發(fā)展，視比特機(jī)器人推出了面向多種場景的免示教、免編程柔性焊接解決方案。激光焊縫跟蹤/尋位視覺傳感器，是柔性焊接解決方案的核心傳感器之一，本文的主角——視比特自主研發(fā)生產(chǎn)的SearchPro和TrackPro系列傳感器，已廣泛應(yīng)用于各類型柔性化焊接工作站，今天我們對該系列傳感器的工作原理、參數(shù)配置、功能特點(diǎn)及應(yīng)用案例進(jìn)行介紹。

激光焊縫跟蹤/尋位視覺傳感器系列

△SearchPro尋位系列

△TrackPro跟蹤系列

△視比特智能柔性焊接工作站

視比特激光焊縫跟蹤/尋位視覺傳感器系列產(chǎn)品包含SearchPro尋位系列和TrackPro跟蹤系列。它們均具備精致小巧的設(shè)計，安裝在機(jī)器人法蘭末端，輕松適應(yīng)各種場景需求。

SearchPro系列采用尋位模式（即先掃描后焊接）引導(dǎo)機(jī)器人焊接，通過激光對焊縫整體掃描后，計算生成焊接空間軌跡。獨(dú)特的電推蓋設(shè)計（焊縫尋位視覺傳感器，專利號：CN308538355S），焊接時程序控制自動遮蔽鏡頭，防塵、防飛濺、防弧光，持續(xù)使用不需要更換飛濺片，方便、環(huán)保。

TrackPro系列采用跟蹤模式（即邊掃描邊焊接），激光掃描的同時計算輸出焊接軌跡，引導(dǎo)機(jī)器人進(jìn)行焊接。具有更高的生產(chǎn)效率的同時，對視覺算法提出了較高的要求，視比特自研AI識別算法能夠在強(qiáng)弧光、飛濺視覺成像干擾下，穩(wěn)定而準(zhǔn)確地識別焊縫位置。

激光焊縫跟蹤技術(shù)原理

激光焊縫跟蹤技術(shù)的基本原理主要基于激光三角測量法和目標(biāo)檢測AI算法。

具體而言，激光器發(fā)射出細(xì)線狀激光束，精準(zhǔn)地照射到工件表面，激光束在工件表面發(fā)生漫反射后，其輪廓會被CCD或CMOS傳感器捕捉并成像。控制器對傳感器采集到的圖像進(jìn)行復(fù)雜的處理與分析，通過先進(jìn)的目標(biāo)檢測算法準(zhǔn)確地提取激光線束在圖像上的位置及目標(biāo)特征，最后通過一系列坐標(biāo)轉(zhuǎn)換計算得到焊縫在機(jī)器人坐標(biāo)系中的絕對位置以及目標(biāo)尺寸。

基于這些實時獲取的焊縫位置信息，控制系統(tǒng)能夠迅速作出反應(yīng)，對焊接軌跡進(jìn)行修正，或者引導(dǎo)焊槍按照計算的絕對位置路徑進(jìn)行精準(zhǔn)焊接。

產(chǎn)品參數(shù)

根據(jù)工作距離，SearchPro系列和TrackPro系列均有多種型號，下圖給出了250mm工作距離的S250和T250兩款產(chǎn)品的參數(shù)配置。

△視比特激光焊縫跟蹤/尋位視覺傳感器系列 產(chǎn)品參數(shù)

焊接控制軟件

激光焊縫跟蹤/尋位視覺傳感器、視覺控制器與上位軟件SpeedWeld共同構(gòu)成了視比特激光焊縫跟蹤/尋位系統(tǒng)。該系統(tǒng)致力于高效、精準(zhǔn)且穩(wěn)定地引導(dǎo)機(jī)器人進(jìn)行焊接作業(yè)，實現(xiàn)焊縫位置的快速定位與機(jī)器人焊接軌跡的規(guī)劃，從而大幅提升機(jī)器人焊接的效率和品質(zhì)。視比特焊接控制軟件SpeedWeld為柔性智能焊接提供全面的參數(shù)控制和焊接過程監(jiān)控功能，操作界面友好，用戶易上手。

△焊接控制軟件SpeedWeld 主界面

·左側(cè)圖像展示相機(jī)實時拍攝的畫面，為用戶提供直觀的視覺反饋。

·右側(cè)圖像展示算法識別的焊縫點(diǎn)位置示意圖，幫助用戶了解焊接過程中焊縫的位置識別情況。

功能特點(diǎn)

強(qiáng)大而穩(wěn)定的AI智能算法

視比特自主開發(fā)的AI算法能夠在強(qiáng)弧光、飛濺成像條件下實現(xiàn)可靠、準(zhǔn)確的實時焊縫定位。

△工作狀態(tài)下的焊縫跟蹤定位

兼容主流機(jī)器人通訊協(xié)議

能夠輕松適配常用機(jī)器人通訊協(xié)議，與市場上主流品牌機(jī)器人無縫對接。

適用各類型工藝場景

適用于碳鋼、不銹鋼、鍍鋅鋼及鋁合金等材料，對接、角接、搭接、V型坡口、平板、外接、圓管、圓管對接、端接、雙卷邊對接等接頭類型，MIG、MAG、TIG、二保焊、埋弧焊、激光焊、激光電弧復(fù)合焊等工藝類型。

應(yīng)用案例

視比特激光焊縫跟蹤/尋位傳感器適配復(fù)雜工件焊接，該產(chǎn)品已成功應(yīng)用于多種柔性自動焊接機(jī)器人工作站，包括管板、蛇形管、管道法蘭、筒體、箱體、框架式結(jié)構(gòu)以及鋼梁等，充分滿足多樣化的焊接需求。目前，該產(chǎn)品在工程機(jī)械、鋼構(gòu)、環(huán)保、鍋爐、石油化工、軌道交通、汽車及光伏等行業(yè)已廣泛落地應(yīng)用。

焊接案例

激光焊縫跟蹤技術(shù)是實現(xiàn)柔性自動焊接的關(guān)鍵一環(huán)，視比特自主研發(fā)的激光焊縫跟蹤/尋位系統(tǒng)，為焊接過程的精準(zhǔn)引導(dǎo)提供了必要的技術(shù)支撐。在智能制造轉(zhuǎn)型升級的大趨勢下，助力企業(yè)實現(xiàn)高效、高品質(zhì)的焊接生產(chǎn)，推動產(chǎn)業(yè)升級換代，邁向更高層次的發(fā)展。